• 터널과지하공간
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• 제20권6호
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• pp.465-474
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• 2010

중규모 터널(연장 1 km 이내) 건설은 최근 매년 30% 이상의 증가율을 보이고 있으나 환기 및 방재시설 설치기준은 제정되어 있지 않은 상태라 장대터널을 대상으로 한 설치기준을 따르고 있다. 이에 따라 중규모터널 환기 및 방재시설의 최적화 노력이 요구되고 있다. 본 연구에서는 중규모 터널 내 20 MW 규모의 화재 시 발생하는 화재연 역류거리, 고온 열기류 확산범위, 가시거리 20 m 이하(상류) 구간분포, 임계풍속 확보여부, 대피시간 등을 CFD 분석을 통해 방재팬의 적정 초기 가동시간을 도출하여 방재시스템의 최적운전 방안의 제시를 목적으로 한다.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.480-507
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• 2019

본 논문은 무풍관 선풍기를 이용한 대단면 갱내 국부통기시스템의 최적화를 목적으로 한다. 갱내 맹갱도 형태의 작업공간을 대상으로 일련의 CFD분석과 현장실험을 수행하였다. 선풍기 위치, 운전방식 및 배치가 최적화의 주요 대상변수이다. 국부선풍기에서 토출되는 제트류는 대부분의 경우, 풍속이 15m/s이상으로 고속이므로 토출 후 갱도 바닥, 내벽, 천정 그리고 다른 선풍기에서 토출되는 제트류와 충돌할 가능성이 있다. 따라서 충돌시 상당한 에너지 손실이 발생하므로 통기 효율이 급격히 저하될 수 있다. 본 논문에서 최적 선풍기 간격은 제트류가 충돌 없이 최대의 유동거리를 유지할 수 있는 거리로 정의하며, 반면 단면상의 최적 위치란 갱도내벽과의 충돌 가능성이 최소화된 위치로 정의하였다. 따라서 선풍기 설치위치의 최적화는 통기의 효율뿐만 아니라 에너지 비용 또한 최소화가 가능하다. 3차원 CFD분석을 위하여 다양한 갱내 맹갱도 작업공간을 가정하였다. 무풍관 국부통기의 설계 및 최적화를 위하여 풍속 및 CO농도 분포를 CFD분석하였으며 동시에 비교 목적으로 현장실험을 수행하였다. 본 논문의 궁극적인 목적은 풍관을 사용하기 않는 국부통기시스템을 최적화함으로써 대단면 맹갱도 작업공간에 고효율, 저비용 국부통기를 가능케하여 깨끗하고 안전한 작업환경을 확보하기 위함이다.

• 터널과지하공간
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• 제13권3호
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• pp.235-243
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• 2003

최근 경향은 터널연장이 점점 장대화되고 있음을 보여주고 있으며, 또한 경제적인 이유로 고속도로 터널의 제트팬 종류 환기방식에 대한 적용이 점차 증대되고 있다. 차량엔진의 성능이 향상됨에 따라 최적 환기방식을 결정하는 중요한 요소인 소요환기량(Qreq)은 결과적으로 줄어들고 있다. 소요환기량 특성도(Qreq contour map)는 터널연장, 종단경사 그리고 소요환기량 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. 그리고 제트팬 환기방식이 가능한 터널제원을 평가하기 위해서는 소요환기량의 변화를 이해하는 것이 중요하다. 그러므로 본 연구에서는 소요환기량 특성도를 이용하여 제트팬 환기방식의 가능 터널제원을 결정하는 그래프적 분석법에 관한 연구를 대상으로 하고 있다. 또한 국내 고속도로상의 지역별 교통량 구성비에 따른 분석도 연구대상으로 하고 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.49-56
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• 2004

지하철은 다른 구조물과 비교하여 화재발생 시 화재진압 및 인명구조에 본질적으로 취약한 구조적 특성을 내포하고 있다. 국내의 경우, 지하철 승강장 제연설비는 전용설비로 구축되어 있지 않고 화재발생 시 승강장환기설비 및 본선터널부의 환기설비를 제연모드로 절환하여 운영되고 있다. 제연효과는 이러한 까닭으로 환기설비의 위치, 용량 및 급배기방식에 종속된다. 본 연구에서는 지하철 승강장에서 열차 화재 발생 시, 승객의 안전한 대피로 확보가 가능한 선로부 환기기의 제연운전 효과의 실효성에 대한 검증을 목표로 한다. 따라서 지하승강장을 대상으로 승강장 내 기류해석 및 3차원 화재시뮬레이션을 수행하여 열차화재에 따른 승강장내 열 및 물질이동특성해석으로부터 선로부 배연운전모드에 따른 특성을 규명함으로서 승객안전성 확보에 목표를 둔다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.189-199
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• 2019

본 연구에서는 배연댐퍼 또는 제트팬과 같은 방재시설이 설치된 터널형 구조물(방음터널)에 대하여 방재시설 가동에 따른 화재연기의 거동을 수치해석적으로 고찰하고 해석결과를 비교 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 화재차량 천장부 개방 유무에 따라 방음터널 내 화재양상이 확연하게 달라지는 것을 확인하였으며, 방음터널의 주요 자재인 PC와 PMMA의 임계온도를 초과하지 않는 것으로 나타났다. 또한 배연댐퍼의 설치간격에 따른 해석결과, 방음터널 내 발생하는 최대 온도가 미설치시에는 최대 $552^{\circ}C$인 반면, 설치간격이 50 m인 경우에는 $405^{\circ}C$로 나타났으며, 제트팬 가동 여부에 따른 해석결과, 방음터널 내 발생하는 최대 온도는 제트팬 미가동시에는 $549^{\circ}C$인 반면, 가동시에는 $86^{\circ}C$로 나타나 화재시 피난환경과 방음자재보호에 있어 매우 유리한 환경을 조성할 것으로 예상되며, 향후 다양한 목적을 가진 터널을 대상으로도 이러한 기초연구의 활성화가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제18권2호
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• pp.51-58
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• 2020

Research on shock structures of supersonic jet through visualization experiments in low-pressure environment have not been actively conducted. Therefore, in this study, shock waves and supersonic jets were analyzed and compared by numerical analysis and Schlieren technique at low-pressure. Schlieren technique is commonly used to visualize the shock waves generated by density gradient as interferometric methods. Pressure ratio of entrance and ambient was set around 4 to observe moderate under-expanded jet. For validation of experimental and numerical results, the shock structure and frequency were compared. In the case of ST and C nozzle, the results were shown that the difference of shock cell distance was within 10%. The Mach number gradually decreased due to energy reduction, and the error rate was within 7%. D nozzle was not fitted to be observing the shock structure. Because the interface between rarefaction fan and supersonic jet was ambiguous and oscillating phemenoma occurred at end of jet, the supersonic jet in low ambient pressure was observed and analyzed.

• 한국분무공학회지
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• 제11권2호
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• pp.105-112
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• 2006

A unique feature of fluidic atomizers is that the nozzle geometry produces a thin capillary Jet which is forced to oscillate on a 2-dimensional plane through the use of a passive feedback mechanism. The objective of the current work is to characterize the influence of the stagnation pressure at the nozzle exit, jet oscillation and stretching on the breakup properties of the capillary ligament. To achieve this, shadow graph technique is used to measure size, shape, velocity and the number density of the droplets as a function of the position within the spray fan. The breakup length, defined as the radial distance from the breakup point, is analyzed as a function of the non-dimensional parameters. Finally, a kinematic model is developed to simulate the breakup of the oscillating jets at low stagnation pressures. Using the existing jet breakup theories, the model is used to predict the size and diameter distribution of the droplets after primary atomization.

• 설비공학논문집
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• 제17권4호
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• pp.333-340
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• 2005

Horizontal air-jet effect has been utilized in some air conditioning systems in order to control the contaminated air indoor. In the present study, the flow and heat transfer of the contaminated air from a range hood system has been investigated with or without horizontal air-jet effect when the hood fan is on or off. For the present numerical experiment, PAT Flow code has been used. From the present numerical simulations, it has been shown that the air jet of a range hood generates coanda effect confining the contaminated air in a certain region. Furthermore, the qualitative relation between the flow rate of the capture air jet and the distribution pattern of the contamination has been discussed.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.22-29
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• 2001

Centrifugal fans are widely used in industrial practices but the noise generated by these machines causes one of the most serious problems. In general, the centrifugal fan noise is often dominated by tones at BPF(blade passage frequency) and its higher harmonics. This is a consequence of the strong interaction between the flow discharged from the impeller and the cutoff in the easing. However, only a few researches have been carried out on predicting the noise because of the difficulty in obtaining detailed information about the flow field and casing effects on noise radiation. The objective of this study is to develop a prediction method for the unsteady flow field and the acoustic pressure field of a centrifugal fan, and to calculate the effects of small vanes that are attached in original impeller - Splitter impeller. We assume that the impeller rotates with a constant angular velocity and the flow field around the impeller is incompressible and inviscid. So, a discrete vortex method (DVM) is used to model the centrifugal fan and to calculate the flow field. The force of each element on the blade is calculated by the unsteady Bernoulli equation. Lowson's method is used to predict the acoustic source. The splitter impeller changes the acoustic characteristics as well as performance. Two-splitter type impeller and splitter impeller which splitter locates in jet region are good for acoustic characteristics.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.129-136
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• 2000

Centrifugal fans are widely used and the noise generated by these machines causes one of the most serious problems. In general, the centrifugal fan noise is often dominated by tones at BPF(blade passage frequency) and its higher harmonics. This is a consequence of the strong interaction between the flow discharged from the impeller and the cutoff in the casing. However, only a few researches have been carried out on predicting the noise because of the difficulty in obtaining detailed Information about the flow field and casing effects on noise radiation. The objective of this study is to develop a prediction method for the unsteady flow field and the acoustic pressure field of a centrifugal fan, and to calculate the effects of small vanes that are attached in original impeller - Splitter impeller. We assume that the impeller rotates with a constant angular velocity and the flow field around the impeller is incompressible and inviscid. So, a discrete vortex method (DVM) is used to model the centrifugal fan and to calculate the flow field. The force of each element on the blade is calculated by the unsteady Bernoulli equation. Lowson's method is used to predict the acoustic source. The splitter impeller changes the acoustic characteristics as well as performance. Two-splitter type impeller and splitter impeller which splitter locates in jet region are good for acoustic characteristics.